维普资讯 http://www.77cn.com.cn
f 一 f f,牛 1汽车空气动力学的计算机仿真方法九、1 1L,
长春汽车研究所
范士杰一一
I’\
[ Ab s t r a c t] Ae t o￣ t y n a mi c c h a r z c r e r i s t i e s i s o n e o f t h e i mp o r t￣ m p e r￣r ma n c e i n d i c a t i o n s o fi f l l o t or v e h i c l e . Ca i c u l a t e d f l,i d dy n a mi c s c o mb i n e d wi t h a e r o d y n a mi c s o f mot o r v e h i c l e wi l l e r e a t ab r a n d t ' l￣ W c h n 0 l。 2 y 0 mp u t e r s i mu l a t i on o f mo t o r v e ht c l e B e r o— d y n a mi c s . Me a n i ng, t h e or e t i c a l.
b a c k g r o u n d. c a l c o l a t i o n me t ho d a nd c u r r e n l i n t e r n a t i o n a l a p p l i c a t i o n s Mt￣ s o f mot o r v e h i c l e a e r o—
I . d y n R m i c s c 0 m p吣r s m u I a l i o n㈣h n’ q u e a r e p| e s e n t e d _ n t h t _ c I e—I\【摘要】汽车的空气动力特性是汽车的重要性能指标之一。计算流体力学( C F D )与汽车空气动汽车空气动力学的计算机仿真概要介绍了汽车空气动‘、。力学相结合，产生了一 -f]崭新的技术
力学计算机仿真技术的意义、理论背景、计算方法和目前国际上应用的现状。
抽词
Topi c wo r ds A e r o dyna mi cs Com pu t e r, r Si Si m
:一
竖 .
主Ⅲ 1 i 6 1 m
1引言随着我国汽车工业的迅速发展，汽车空
的分析预测 .减少试验次数，节省资金与时问，尤其是便于与现有 C AD/ C AM/ CAE系统相衔接，可与之结合构成一体化的集成系统，在车身开发过程中与计算
机辅助造型设计交叉进行，得到最佳气动外形其计算精度不断提高，已有多个商品化的软件包推出。如何将 C F D成功地运用于汽车设计，已经成为各国汽车工业的前沿课题，也是我国汽车工1
气动力学开始受到愈来愈多的重视汽车的空气动力特性是汽车的重要性能指标之， 它对汽车的其它性能 (如动力性、经济性、操
纵稳定性等 )有着重要影响汽车所受的气动阻力为：
F 一C 寺 A‘
业面临的崭新课题。本文将对汽车空气动力学计算机模拟方法的理论基础及其应用现状作一初步介绍。
从式中可以看到，气动阻力 F 与速度的平方成正比.因此当车速较高 ( 1 O O k m/ h 以上 )时，气动阻力迅速增加，约占汽车总阻力的 5 0 以上。此外：汽车空气动力学的研究内容还涉及流场研究、设备冷却、通风与空调、气动噪声等。因此 .如何提高我国汽车空
2计算流体力学理论计算流体力学是一个不断发展的前沿学科，这里仅就在汽车领域有实用价值的理论作一介绍空气与其它流体一样，本质上是粘性流体。汽车空气动力学的基本数学模型在恒温状态下为纳维~斯托克斯方程与连续性方程，是一个二阶非线性偏微分方程组，直接求解难度很大。就汽车的运动速度而言，空气可作为不可压流体处理。一般的汽车绕流问题属于不可压流体力学问题范畴对于不可压流体，有以下几种计算理论。2 . 1无粘流理沦汽车技术
气动力学研究水平并使之与汽车 C A D/C AM/ C AE系统相衔接，已经成为我国汽车工业的一个重要课题
我国汽车空气动力学研究目前仍以风洞实验为主，在国际上，随着计算流体力学 ( C F D)的进展，计算机模拟方法在汽车设计开发中得到越来越多的应用。它不需要实体
模型或实车，具有周期短、成本低、可反复计算等优点 .可在实体模型做出之前进行有效——
4一